I
Я́дерная фи́зика
раздел физики, посвященный изучению структуры атомного ядра, процессов радиоактивного распада
и механизма ядерных реакций (См.
Ядерные реакции)
. Придавая этому термину более общий смысл, к Я. ф. часто относят также физику элементарных частиц (См.
Элементарные частицы)
. Иногда разделами Я. ф. продолжают считать направления исследований, ставшие самостоятельными ветвями техники, например ускорительную технику (см.
Ускорители заряженных частиц),
ядерную энергетику (См.
Ядерная энергетика)
. Исторически Я. ф. возникла ещё до установления факта существования ядра атомного (См.
Ядро атомное)
. Возраст Я. ф. можно исчислять со времени открытия радиоактивности (См.
Радиоактивность)
.
Канонизированного деления современной Я. ф. на более узкие области и направления не существует. Обычно различают Я. ф. низких, промежуточных и высоких энергий. К Я. ф. низких энергий относят проблемы строения ядра, изучение радиоактивного распада ядер, а также исследования ядерных реакций, вызываемых частицами с энергией до 200 Мэв. Энергии от 200 Мэв до 1 Гэв называются промежуточными, а свыше 1 Гэв - высокими. Это разграничение в значительной мере условно (особенно деление на промежуточные и высокие энергии) и сложилось в соответствии с историей развития ускорительной техники. В современной Я. ф. структуру ядра исследуют с помощью частиц высоких энергий, а фундаментальные свойства элементарных частиц устанавливают в результате исследования радиоактивного распада ядер.
Обширной составной частью Я. ф. низких энергии является нейтронная
физика, охватывающая исследования взаимодействия медленных нейтронов с веществом
и ядерные реакции под действием нейтронов (см.
Нейтронная спектроскопия)
. Молодой областью Я. ф. является изучение ядерных реакций под действием многозарядных ионов. Эти реакции используются как для поиска новых тяжёлых ядер (см.
Трансурановые элементы), так
и для изучения механизма взаимодействия сложных ядер друг с другом. Отдельное направление Я. ф. - изучение взаимодействия ядер с электронами
и фотонами (см.
Фотоядерные реакции)
. Все эти разделы Я. ф. тесно переплетаются друг с другом
и связаны общими целями.
В Я. ф. (как
и во всей современной физике) существует резкое разделение эксперимента
и теории. Арсенал экспериментальных средств Я. ф. разнообразен
и технически сложен. Его основу составляют ускорители заряженных частиц (от электронов до многозарядных ионов), ядерные реакторы (См.
Ядерный реактор), служащие мощными источниками нейтронов,
и Детекторы ядерных излучений, регистрирующие продукты ядерных реакций. Для современного ядерного эксперимента характерны большие интенсивности потоков ускоренных заряженных частиц или нейтронов, позволяющие исследовать редкие ядерные процессы
и явления,
и одновременная регистрация нескольких частиц, испускаемых в одном акте ядерного столкновения. Множество данных, получаемых в одном опыте, требует использования ЭВМ, сопрягаемых непосредственно с регистрирующей аппаратурой (см.
Ядерная спектроскопия)
. Сложность
и трудоёмкость эксперимента приводит к тому, что его выполнение часто оказывается посильным лишь большим коллективам специалистов.
Для теоретической Я. ф. характерна необходимость использования аппаратов разнообразных разделов теоретической физики: классической электродинамики (См.
Электродинамика), теории сплошных сред, квантовой механики (См.
Квантовая механика),
статистической физики (См.
Статистическая физика),
квантовой теории поля (См.
Квантовая теория поля)
. Центральная проблема теоретической Я. ф. - квантовая задача о движении многих тел, сильно взаимодействующих друг с другом. Теорией ядра
и элементарных частиц были рождены
и развиты новые направления теоретической физики (например, в теории сверхпроводимости (См.
Сверхпроводимость), в теории химической реакции), получившие впоследствии применение в других областях физики
и положившие начало новым математическим исследованиям (обратная задача теории рассеяния
и её применения к решению нелинейных уравнений в частных производных)
и др. Развитие теоретических
и экспериментальных ядерных исследований взаимозависимо
и тематически связано. Стоящие перед Я. ф. проблемы слишком сложны
и лишь в немногих случаях могут быть решены чисто теоретическим или эмпирическим путём. Я. ф. оказала большое влияние на развитие ряда других областей физики (в частности, астрофизики
и физики твёрдого тела)
и других наук (химии, биологии, биофизики).
Прикладное значение Я. ф. в жизни современного общества огромно, её практические приложения фантастически разнообразны - от ядерного оружия (См.
Ядерное оружие)
и ядерной энергетики до диагностики
и терапии в медицине (см.
Радиология)
. Вместе с тем (
и это является специфической особенностью Я. ф.) она остаётся той фундаментальной наукой, от прогресса которой можно ожидать выяснения глубоких свойств строения материи
и открытия новых общих законов природы.
И. С. Шапиро.
II
Я́дерная фи́зика ("Я́дерная фи́зика",)
научный журнал Отделения ядерной физики АН СССР. Основан в 1965, издаётся в Москве. Выходит 2 тома в год по 6 выпусков в каждом. Публикует оригинальные статьи, рассчитанные на специалистов по физике атомного ядра, физике элементарных частиц, физике частиц высоких энергий, физике космических лучей. Тираж (1978) около 1000 экз. Переиздаётся в США на английском языке (с 1965).